[发明专利]硅片的制造方法和硅片

说明书

发明领域

本发明涉及将硅片在气氛气体中热处理，在其内部形成空位，并进一步进行热处理在表层形成无缺陷(DZ(Denuded Zone))层的硅片的制造方法和用该方法制造的硅片。

背景技术

加工用CZ(切克劳斯基单晶拉制)法拉制生长的硅单晶而制作的硅片含有大量的氧杂质，该氧杂质成为使位错和缺陷等产生的氧析出物(体微缺陷)(BMD：Bulk Micro Defect)。该氧析出物存在于形成器件的表面时，成为导致漏电流增大和氧化膜耐压降低等原因，给半导体器件特性造成很大的影响。

为此，以往采用的方法是：对硅片表面在所设定的气氛气体中于1250℃以上的高温下实施短时间的快速加热·急冷的热处理(RTA：Rapid Thermal Annealing)，在其内部形成高浓度的热平衡的原子空位(Vacancy：以下只称为空位)，由于急冷而冻结的同时，通过在此后的热处理中在表面使空位向外扩散从而均匀地形成DZ层(无缺陷层)的方法(例如，国际公开公报WO 98/38675所记载的技术)。而且，采用如下工序：即，在上述DZ层形成后，在低于上述温度的温度下实施热处理，作为内部的缺陷层形成使氧析出核形成·稳定并具有吸除效果的体微缺陷(BMD)层的工序。

又，作为其他的已有技术(例如，国际公开公报WO 98/45507所记载的技术)，首先在氧气氛下进行热处理，接着在非氧化性气氛下进行热处理，使在表面层形成DZ和在内部形成BMD。

再者，以往在为形成空位的热处理中，作为气氛气体主要使用N₂(氮)。即，通过在高温下分解N₂，在硅片表面形成Si_xN_y(氮化膜)，从而注入空位。

可是，在上述硅片的热处理技术中，遗留如下的课题：

以往，例如在实施使空位形成的热处理时，以氧化膜覆盖表面，在以N₂为主的气氛气体中进行热处理，但这时为了得到充分的热处理效果，还需要进行1250℃以上且10sec以上的热处理。由此，硅片具有的不利之处是：由于高温的热处理，导致从与感受器或支点等接触的部分产生滑移，成为裂纹等原因。

又，热处理前的硅片表面被严重氧化而形成自然氧化膜，但由于实施上述热处理，所以表面上的自然氧化膜在高温下升华，不利的是使表面变粗糙。

发明概要

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的是谋求热处理的低温化或短时间化，提供既能够抑制滑移的产生又能得到良好的表面粗糙度的硅片的制造方法和硅片。

本发明为了解决上述课题采用了以下的构成。即，本发明的硅片的制造方法具有在气氛气体中热处理硅片，在其内部新形成空位的热处理工序，该热处理工序的上述气氛气体的特征在于：它含有比N₂可能分解的温度还低的分解温度的氮化气体。

在该硅片的制造方法中，因为热处理工序的气氛气体含有比N₂可能分解的温度还低的分解温度的氮化气体，例如NH₃、NO、N₂O、N₂O₂、联氨或二甲基联氨等，所以，即使是比N₂的情况还低的热处理温度或短的热处理时间，也能够分解氮化气体，将硅片表面氮化(形成氮化膜)，能够向其内部注入空位，并抑制热处理时的滑移产生。

又，本发明的硅片的制造方法，其上述氮化气体含有NH₃(氨气)为宜。即，在该硅片的制造方法中，由于使用含有NH₃的氮化气体，NH₃分解产生的H(氢)具有去除硅片表面的自然氧化膜的清洗效果，所以更促进表面的氮化和空位的注入。同时，NH₃具有使氧化膜氮化的效果，能促进空位的注入。再者，上述NH₃带来的清洗效果是由于氢具有还原性，它与自然氧化膜在高温时仅仅具有的蒸发(升华)是不同的。

又，本发明的硅片的制造方法采用使上述氮化气体中的上述NH₃的浓度为0.5％以上，或者使NH₃的流量在10sccm以上的技术。即，在该硅片的制造方法中，由于使氮化气体中的NH₃的浓度为0.5％以上或者使NH₃的流量在10sccm以上，所以在该气体条件下氮化反应是反应速率，如果含有该条件的氮化气体，则在晶片表面所形成的氮化膜膜厚是相同的，在晶片面内均匀的空位注入成为可能。